[發(fā)明專(zhuān)利]變B值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910013607.2
• 申請(qǐng)日: 2009-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101492284A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉倩;陶明德
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東中廈電子科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B35/01
• 分類(lèi)號(hào): C04B35/01;C04B35/622
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張貴賓

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料及其制備方法，屬于電子陶瓷功 能材料，特別涉及一種變B值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料及其制備方法。

(二)背景技術(shù)

負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是各種電器元件，傳感器溫度補(bǔ)償?shù)闹匾? 件。由于溫度補(bǔ)償對(duì)象的溫度特性不同，要求熱敏電阻具有不同的電 阻溫度特性(電阻值和B值)，其中變B值熱敏電阻是一類(lèi)重要的元 件。

負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料是一種過(guò)度金屬氧化物半導(dǎo)體，在常溫溫區(qū) (-50℃-125℃)B值基本上為常數(shù)，即在該溫區(qū)材料的激活能ΔE為 常數(shù)或變化微小。研究表明多晶氧化物半導(dǎo)體價(jià)交換時(shí)所需要的能 量是由材料配方和制備工藝確定，基本為固定值。若要實(shí)現(xiàn)變B值材 料，必須雜化材料的激活能，使激活能ΔE成為溫度的函數(shù)。為此曾 有人在熱敏材料中摻入金屬粒子，如Pt，Pa和Au等，制作變B值材 料。但金屬粒子摻入會(huì)大大降低材料的電阻率和B值。同時(shí)金屬粒子 摻入過(guò)多會(huì)引起晶格形變，導(dǎo)致材料的不穩(wěn)定性。亦有人利用激活能 的接力補(bǔ)償方法，即在材料中摻入不同價(jià)的金屬氧化物，使材料禁帶 中形成連續(xù)能級(jí)以此實(shí)現(xiàn)變B值，結(jié)果表明這種方法僅能變化B值的 大小，并不能使材料在不同溫區(qū)呈現(xiàn)不同的B值。變B值熱敏材料是 人們研發(fā)的重要課題。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種靈敏度高，均勻性 好的變B值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料及其制備方法

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的變B值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料，其特殊之處在于：是由A： Mn-Ni-Cu、B：Mn-Co-Al和C：Mn-Co-Zn三種配方的氧化物構(gòu)成組合 物，三種配方的氧化物分別進(jìn)行晶化處理，在組合物中加入中間相物 質(zhì)Bi₂O₃和Nb₂O₅，經(jīng)陶瓷工藝制成熱敏材料。

本發(fā)明的變B值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料，各配方的氧化物內(nèi)元素的 摩爾比分別為：配方A中，Mn∶Ni∶Cu＝2-3∶1-2∶1-3；配方B中， Mn∶Co∶Al＝2.5-3∶2-2.5∶0.5-1.5；配方C中，Mn∶Co∶Zn＝2-3∶ 2-2.5∶0.5-2。

本發(fā)明的變B值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料，中間相物質(zhì)Bi₂O₃和Nb₂O₅的加入量分別占組合物總重量的1-5％和0.2-0.5％。

本發(fā)明的變B值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料，各配方的氧化物按重量份 數(shù)比例A∶B∶C＝25-30∶30-40∶15-30混合。

本發(fā)明的變B值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料的制備方法，其特殊之處在 于：是由A：Mn-Ni-Cu、B：Mn-Co-Al和C：Mn-Co-Zn三種配方的氧 化物構(gòu)成組合物，三種配方的氧化物分別進(jìn)行晶化處理，在組合物中 加入中間相物質(zhì)Bi₂O₃和Nb₂O₅，經(jīng)陶瓷工藝制成熱敏材料；陶瓷工藝 是按照A、B、C配方的氧化物分別配好料分別進(jìn)行8小時(shí)的一次球磨 并烘干，分別晶化處理2小時(shí)后各配方的氧化物與中間相物質(zhì)一起混 合進(jìn)行8-12小時(shí)的二次球磨并烘干，然后加入粘合劑造成80-200目 的顆粒，壓制成各種直徑和厚度的圓片，在1240-1280℃的高溫下燒 結(jié)2-3小時(shí)。

本發(fā)明的變B值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料的制備方法，晶化處理時(shí)， 配方A的氧化物的晶化處理溫度為750℃，處理時(shí)間為120min，配方 B的氧化物晶化溫度為850℃，處理時(shí)間為120min，配方C的氧化物 晶化處理溫度為850℃，處理時(shí)間為120min。

本發(fā)明的變B值負(fù)溫度系數(shù)熱敏材料的制備方法，高溫?zé)Y(jié)的燒 結(jié)曲線為：

室溫-500℃??????????升溫速率0.6-0.8℃/min

?????500℃??????????恒溫度60min

500℃-800℃?????????升溫速率0.8-1.2℃/min

??????800℃?????????恒溫度60min

800℃-燒結(jié)溫度??????升溫速率1.2-2.0℃/min

燒結(jié)溫度?????????????恒溫2-3小時(shí)

燒結(jié)溫度-800℃???????降溫速率1.0℃/min